坪头滑坡稳定性评价:滑坡稳定性评价方法
摘要:库区内的滑坡对水利工程的威胁历来备受关注,影响滑坡稳定的因素较多,蓄水往往是导致库岸失稳的主要激发因素,滑坡稳定性评价工作侧重点各不相同,如何能够做出正确的结论,就显得尤为关键。本文重点通过现场调查,充分分析滑坡的工程地质条件,重视岩土参数的选取,以定性分析为主,借助多种计算手段,得到其定量化的评价结果。
关键词:滑坡;稳定性;分析评价
一、引言
坪头水电站位于四川省凉山彝族自治州美姑、昭觉、雷波三县交界处的美姑河上,距西昌市173km,距美姑县城86km,距美姑河汇入金沙江的汇入口10km。坪头滑坡位于主库段左岸斜坡地带。
二、工程地质条件
地形地貌
美姑河在该库段侧蚀比较严重。坪头滑坡体发育的左岸较陡,滑坡体前缘为一高度大于5m的陡坎,平均坡度32~37°,向上坡角逐渐增大至55°左右。微地貌上,滑坡体位于两山梁间,一条深约10m的冲沟从滑坡体中间穿过。
地质构造、地层岩性与地震
库区附近发育的南北向普雄河断裂带、美姑河断裂带、刹水坝~马颈子断裂对滑坡体有一定的影响,该断裂为南北向构造,倾向西,断层带宽约20m,为压扭性断裂。该断裂对坪头滑坡体上游侧岩层影响明显,局部揉皱带岩石破碎。坪头滑坡体上、下游均有基岩出露,岩层产状300o<25o。岩性较单一,层厚30~80cm。
根据滑坡地质灾害防治工程地质勘察技术要求及《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),坪头滑坡附近地震动峰值加速度等于0.05g,影响至工程区的地震烈度大多不超过Ⅵ度。
水文气象
库区地处川西高原气候区,形成了独特的山区性气候。库区的多年平均年降水量在814.3mm,多暴雨,当地水文站观测的最大24h雨量为186.6mm。
三、滑坡基本特征
坪头滑坡体位于美姑河左岸,滑坡体前缘高程1700m,后缘高程1920m,高差220m。滑坡体主要由块石、碎石及粉质粘土组成。块石直径为1~1.5m,碎石粒径一般25~40cm;岩性主要为青灰色砂岩和少量粉砂质泥岩。滑坡体顺(沿)河长150m,横河宽570m,上薄下厚,前缘最大厚度达35m,后缘堆积厚度在2~4m间。估算滑坡体体积为120×104m3。
从地形地貌上看,滑坡体中上部坡角为40~50o,坡体前缘受美姑河冲刷严重,坡体前缘临空。崩坡积块碎石、碎石间多存架空结构,较松散。同时滑坡体中间发育一条泥石流沟,沟深7~10m,宽度10~20m。沟侧的堆积松散,多处有拉裂缝。裂缝较宽较长,宽度5~10cm,拉裂缝延伸最长有15m。
公路外侧挡墙因滑坡体变形及河流冲刷等原因发生强烈变形移位,多处产生滑移,错距最大达3m左右。
四 滑坡稳定性评价
(一)定性分析
滑坡体整体坡形较陡,中上部坡角为40~50o,坡体前缘受美姑河冲刷严重,坡体前缘临空,滑坡体汇水面积大;堆积物多松散,存架空结构,出现了多条张开裂缝,局部已出现松弛滑塌、蠕动滑移变形的迹象;公路外侧挡墙发生强烈变形移位,向冲沟滑移,在坡脚发现有多处有水渗出的现象。
以上种种迹象表明,该滑坡存在失稳的可能。
(二)稳定性计算
根据各勘探剖面在滑坡中的位置及其代表性,本次稳定性计算选取Ⅰ-Ⅰ主剖面作为计算剖面,如图-2。
1 计算工况及荷载组合
据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL 5180―2003),对照水电站拟装机容量180MW,电站工程等级为二级,工程规模为大(2)型,对应的水工建筑物级别为2、3级,边坡级别为2级。
2计算参数的确定
根据土工实验结果,现场大剪试验,结合经验综合确定滑坡的参数如表-1。表-2为坪头滑坡整体稳定性系数及安全评价简表。
3 计算结果分析
1)天然状况或施工状况下,该滑坡整体稳定性系数约为1,整体处于临界状态。其它工况情况下的稳定性系数为在0.799~0.997,均处于不稳定状态。
2)蓄水状况下,该滑坡整体稳定性系数为0.712~0.91,处于不稳定状态。暴雨情况下稳定性系数为0.842~0.876;若考虑地震影响,其稳定性系数为0.712~0.733,均处于不稳定状态。
结论
通过对现场的实地调查与试验,结合室内分析研究,评价洛坪头坡在目前状况下已处于失稳的边缘,在水库蓄水、暴雨等不利因素作用下将处于失稳状态。
滑坡体现状天然状态稳定性差。有进一步垮塌趋势。滑坡体所处岸坡下覆基岩界面较陡,不利于滑坡整体稳定。滑坡体的组成物质块、碎石土密实程度不高,局部架空,坡表渗水点较多,这也是不利于稳定的重要因素。滑坡体中部有一定深度的冲沟使滑坡体部分解体,加剧了冲沟两侧滑坡体的局部变形。
稳定性计算结果表明,天然状况下滑坡体处于极限平衡状态,表现为滑坡体前缘垮塌,以牵引式渐进性破坏后退,整体处于稳定~欠稳定状况,不能满足水库运营的安全要求。若再考虑降雨、地震、蓄水等因素,滑坡体将处于不稳定状态。
参考文献
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[2] 严春杰等,三峡库区巴东新县城岩层软弱带特性研究[J],成都理工学院学报. 2001,28:45~48.
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